通过波形监视管理电力馈送的制作方法_2

文档序号:9793960阅读:来源:国知局
力,或者将变电站110与数据中心120耦接的输电线119可能不能够传送高电压电力。
[0057]在一些实施方案中,变压器114使接收的电力馈送的电压逐步下降到低电压,使得从变压器通过输电线119到数据中心的输出电力馈送是低电压电力。在一些实施方案中,变压器114使接收的电力馈送的电压逐步下降到中电压,并且将中等电压电力输出传输到另一变压器(图1中未示出)以便另外逐步下降到低电压。例如,输电线119可分配中等电压电力,并且靠近数据中心定位或作为数据中心部分的一个或多个额外变压器可使中等电压电力逐步下降到由数据中心负载126要求的具体低电压电力。在一些实施方案中,额外变压器是分配变压器。
[0058]在一些实施方案中,在变电站110通过一根或多根输电线104a、104b、104c接收的电力可由一个或多个切换装置112选择性地输送以提供到数据中心120。切换装置112可将一个或多个电力馈送与切换装置112下游部件隔离,并且仅允许来自一个或多个选择的电源的电力通过输电线118被传递到变压器114。例如,在示出的实施方案中,切换装置112可在选择性地将通过输电线104a、104b和104c中的一个接收的电力输送到变压器114以便被逐步下降到低电压并通过输电线119传输到数据中心120之间切换。
[0059]在一些实施方案中,切换装置112是在一个或多个接收的高电压电力馈送之间切换的高电压切换装置。例如,切换装置112可以是包括一个或多个断路器、开关装置等的通过在高电压电力馈送之间切换来选择性地输送一个或多个高电压电力馈送的高电压切换装置。在一些实施方案中,高电压切换装置112可在高电压电力馈送之间切换而不影响对数据中心负载126的电力供应。例如,在数据中心负载126包括计算系统的情况下,即使短暂电力中断可干扰一些或全部数据中心120的正常操作。在这种实例中,切换装置112可包括高电压切换装置,所述高电压切换装置可在约0.5至0.8秒内或者在60Hz的电力馈送的约30至50周期内在高电压电力馈送之间切换,这可以是足够快的切换速度以确保数据中心负载126不受切换的影响。
[0060]在一些实施方案中,诸如在高电压切换装置112是可足够快地在高电压电力馈送之间切换以避免影响数据中心负载126中的计算系统的操作的“高速度”切换装置的情况下,数据中心120可不需要不间断电源(UPS)来提供抵抗影响负载126的电力中断的合理安全性。这种配置可对数据中心120的电力利用效率(PUE)具有积极影响。
[0061]电力监视系统116耦接到变电站110和数据中心120的至少部分,并且通过监视对变电站110的一个或多个电力馈送的一个或多个波形以及基于监视控制哪些电力馈送被供应给数据中心负载126来管理对数据中心负载126的电力供应。在一些实施方案中,电力监视系统116耦接到系统100中的一个或多个部件。例如,在示出的实施方案中,电力监视系统116通过线132耦接到输电线104a、104b和104c、通过线134耦接到切换装置112、通过线136耦接到备用电源128并且通过线138耦接到切换装置112。在各种实施方案中,线132、134、136和138可以各自是电缆、电总线或其组合。在一些实施方案中,线132、134、136和138中的一根或多根包括电力监视系统116与耦接的部件之间的无线连接。例如,电力监视系统可定位成远离变电站110和数据中心120两者,并且通过一个或多个无线连接耦接到其每个中的部件。
[0062]在一些实施方案中,电力监视系统116耦接到一个或多个传感器装置(图1中未示出),所述传感器装置自身耦接到一根或多根输电线104a、104b、104c。例如,在示出的实施方案中,电力监视系统116可通过线132耦接到一个或多个传感器装置(图1中未示出),其中传感器装置親接到传送电力馈送的一根或多根输电线104a、104b、104c。在一些实施方案中,传感器装置中的一个或多个位于变电站110内。
[0063]在一些实施方案中,传感器装置是提供关于一个或多个高电压电力馈送的数据的高电压仪器。此种数据可包括一个或多个信号,所述信号包括与电力馈送相关联的特性。例如,传感器装置可包括仪器,所述仪器包括可提供指示高电压电力馈送的电流和电压的相应测量的数据的电流互感器和电压互感器中的一个或多个。在一些实施方案中,由传感器装置生成的数据包括具有以已知因子正比于电力馈送的特性的特性的信号,使得数据可用于确定电力馈送的特性。
[0064]在一些实施方案中,电力监视系统116基于监视通过高电压输电线104a、104b、104c中的一根或多根接收的高电压电力的波形管理哪个高电压电力馈送由切换装置112选择性地输送。例如,电力监视系统116可使用通过线132收集的数据来通过以下方式监视通过输电线104a接收并由切换装置112输送到变压器114的高电压电力馈送:监视高电压电力馈送的波形,并至少部分基于监视波形确定高电压电力馈送的特性,并且还确定是否从将高电压电力馈送输送到数据中心负载126切换到将另一电力馈送输送到数据中心负载126。
[0065]在一些实施方案中,由电力监视系统116收集的数据将电力馈送表示为波形。电力馈送可表现为调制的正弦波(例如,60赫兹的正弦波)。在一些实施方案中,电力馈送是限定频率和振幅下的波形。例如,电力监视系统116可收集与通过输电线104a接收的高电压电力相关联的电压数据,所述电压数据将输电线104a中电压随时间的变化表示为波形。
[0066]电力监视系统116可指导系统100中的部件将给数据中心负载126的电力的源从第一高电压电源切换到第二高电压电源。在一些实施方案中,电力监视系统116监视从一个或多个高电压电源102a、102b、102c接收的一个或多个高电压电力馈送的波形,并且基于所述监视指导切换装置112在两个或更多个高电压电力馈送之间切换。在一些实施方案中,电力监视系统116在确定第一高电压电力馈送可能被中断之后指导从第一高电压电力馈送到第二高电压电力馈送的切换。通过在潜在电力中断发生之前指导电力馈送之间的切换,电力监视系统116实现到变压器114的稳定无中断的高电压电力供应并因此实现到数据中心负载126的稳定无中断的电力供应,从而阻止数据中心负载126处的电力中断。
[0067]电力监视系统116可指导系统100中的部件将给数据中心负载126的电力的源从高电压电源切换到低电压电源。在一些实施方案中,电力监视系统116监视来自一个或多个高电压电源102a、102b、102c的一个或多个高电压电力馈送的波形,并且基于所述监视指导切换装置122在通过输电线119的低电压电力馈送与由备用电源128提供的备用电力馈送之间切换。备用电源128可包括一个或多个发电机、电池和其他已知电源,并且可位于数据中心本地、远离数据中心或其一些组合。例如,备用电源可包括现场柴油发电机。
[0068]在一些实施方案中,电力监视系统116在确定高电压电力馈送可能被中断并且没有其他高电压电力馈送可用于由切换装置112切换之后指导到备用电源128的切换。电力监视系统116可在确定一个或多个高电压电力馈送是稳定的之后指导切换回到高电压电力馈送。例如,电力监视系统116可连续监视来自通过输电线104a、104b、104c接收的每个高电压电力馈送的波形,即使高电力馈送中的一个或多个不由切换装置112输送到变压器144亦如此,并且基于高电压电力馈送中的一个或多个中的波形在高电压电力馈送与备用电力馈送之间切换。
[0069]在一些实施方案中,电力监视系统116指导切换到备用电源128,即使一个或多个高电压电力馈送可用且稳定亦如此。例如,可用且稳定高电压电力馈送可包括不期望的特性,所述不期望的特性包括不受欢迎的使用成本,已知的在短时间内变得不稳定的趋势等,使得电力监视系统116可确定备用电源128可向数据中心负载126提供更稳定且有效的电力供应。
[0070]在一些实施方案中,基于对电力馈送104中的一个或多个的波形图案识别,电力监视系统116可致动备用电源128并在预定时间段内将其维持在待机状态。在电源必须切换到备用电源128而不中断数据中心负载126的情况下,备用致动可用于使备用电源128准备可用作保护装置。例如,在通过输电线104b和104c的高电压电力馈送被中断使得除了通过输电线104a的电力馈送之外没有替代高电压电力馈送可用于在通过线104a的电力馈送中断的情况下切换的情况下,电力监视系统可指导一些或全部备用电源128致动并进入备用状态,使得如果基于波形监视预期通过线104a的电力馈送中的电力中断事件,那么电力供应可切换到备用电力馈送而不必等待备用电源128初始化并完成启动过程。
[0071]在一些实施方案中,响应于检测高电压电力馈送中的在指示电力馈送中的干扰的同时不指示电力馈送的中断的电力干扰事件,电力监视系统116致动备用电源128并在预定时间段内将其维持在备用状态。预定量的时间可部分或全部由检测的干扰事件的具体性质确定,使得在经过预定量的时间之后,电力监视系统116可以以一定置信水平确定在其中检测到干扰的高电压电力馈送不可能有被中断的风险。例如,在电力干扰事件是由雷击导致的电力馈送波动的情况下,预定量的时间可仅持续几分钟。在经过预定量的时间之后,电力监视系统可指导备用电源128无效,从而保存备用电源。
[0072]电力监视系统116可监视备用电源128来跟踪备用电力的可用性。例如,在备用电源128包括柴油发电机的情况下,电力监视系统可监视发电机的柴油箱中有多少柴油燃料可用。
[0073]图2是示出管理提供给负载的电力的系统的一个实施方案的框图。可包括在电力基础设施中的系统200包括一个或多个电源202a、202b、202c,变电站206,负载208和电力监视系统210。
[0074]为了说明的目的,图2中示出三个电源202a、202b、202c。但是,电源的数量可根据实施方案(并且在给定实施方案中,根据系统)而变化。例如,变电站的实施方案可仅连接到两个不同的公用电源。另外,图2中示出的元件中的任意元件的数量可根据实施方案(并且在给定实施方案中,根据系统)而变化。
[0075]电力从电源202a、202b、202c中的一个或多个提供(“分配”)给负载208并通过变电站206输送。变电站206通过相应的输电线204a、204b、204c从电源202a、202b、202c接收电力馈送并通过输电线207将电力馈送提供给负载208。在一些实施方案中,输电线204a、204b、204c中的一根或多根是传送高电压电力的高电压输电线,并且输电线207是传送低电压电力的低电压输电线。例如,变电站206可包括使接收的高电压电力逐步下降以提供较低电压电力的一个或多个变压器,所述较低电压电力可包括中等电压电力、低电压电力或其一些组合。
[0076]在一些实施方案中,电力监视系统210耦接到变电站206和负载208中的一个或多个的至少一部分。例如,在示出的实施方案中,电力监视系统210通过线212耦接到变电站206的至少一部分并通过线214耦接到负载208。在各种实施方案中,线212和214可以各自是电缆、电总线或其组合。在一些实施方案中,线132、134、136和138中的一根或多根包括电力监视系统116与耦接的部件之间的无线连接。在一些实施方案中,电力监视系统通过线与一个或多个部件通信。例如,电力监视系统210可使用一根或多根线212来从变电站206中的一个或多个传感器装置接收电力馈送数据以用于波形监视并且指导变电站206中的一个或多个切换装置。在另一实例中,电力监视系统可使用一根或多根线214来接收关于负载208处的电力消耗的数据,关于一个或多个储备电力系统的信息,并且指导负载208中的一个或多个切换装置。
[0077]电力监视系统210通过以下方式管理提供给负载208的电力:监视提供给变电站206的一个或多个电力馈送,以及基于基于所述监视做出的确定指导系统200中的一个或多个部件来选择性地将电力从一个或多个电源输送到负载208。在一些实施方案中,变电站206、负载208和电力监视系统210中的一个或多个是公共设施的部分,并且由公共实体或其一些组合控制。例如,变电站206和负载208可位于同一设施中。在另一实例中,其中负载208包括在计算设施中,电力监视系统210也可包括在计算设施中,使得变电站206的至少一部分由来自计算设施的电力监视系统210控制。
[0078]在一些实施方案中,其中通过输电线204a、204b、204c在变电站206处接收的一个或多个电力馈送是高电压电力馈送,电力监视系统210基于电力监视系统210监视高电压电力馈送中的一个或多个,指导变电站206的至少一部分来在通过输电线207将高电压电力馈送中的一个或多个输送到负载208之间切换。
[0079]在一些实施方案中,选择性地输送电力馈送包括在通过输电线204a、204b、204c提供给变电站的电力馈送中的一个或多个之间切换。在一些实施方案中,选择性地输送电力馈送包括独立于变电站206输送来自耦接到负载的电源的电力。这种电源可以是负载的一部分。例如,电力监视系统210可将电力从包括在负载208中的储备电力系统输送到负载208。在一些实施方案中,电源被包括在变电站206和电力监视系统210中的一个或多个中。
[0080]在一些实施方案中,选择性地输送电力馈送包括指导部件来选择性地输送电力馈送。例如,在示出的实施方案中,电力监视系统210可通过指导变电站206的一部分选择性地输送电力来选择性地将电力从电源202a、202b、202c中的一个输送到负载208。通过部件选择性地输送可涉及在选择性地输送一个或多个电力馈送之间切换的切换装置。在一些实施方案中,切换装置包括开关、保险丝、断路器、开关装置或其一些组合中的一个或多个。切换装置可通过以下方式来选择性地输送一个或多个电力馈送:将通过一根或多根上游线接收的一个或多个上游电力馈送与一根或多根下游线隔离,同时通过下游线来输送通过上游线接收的选择性输送的电力馈送。
[0081 ]在一些实施方案中,系统200包括位于变电站206和负载208中的一个或两个中的一个或多个切换装置。例如,变电站206可包括高电压切换装置,所述高电压切换装置通过输电线207选择性地将来自输电线204a、204b、204c中的一根或多根的高电压电力输送到负载208。在一些实施方案中,这种切换装置可将选择性输送的高电压电力输送到变压器,使得通过一根或多根输电线207传送到负载208的电力具有一个或多个较低电压,其可包括中等电压电力、低电压电力或其一些组合。在一些实施方案中,负载208包括选择性地将电力从一个或多个源输送到负载208中的一个或多个部件的一个或多个切换装置,所述电力可包括从通过一根或多根输电线207接收的电力、从储备电源接收的电力或其一些组合。
[0082]在一些实施方案中,电力监视系统210耦接到一个或多个切换装置并指导切换装置选择性地输送电力。例如,在示出的实施方案中,电力监视系统210可通过线212耦接到变电站206中的切换装置并通过线214耦接到负载208中的切换装置。
[0083]在一些实施方案中,电力监视系统210对供应给负载208的电力的监视包括监视电力馈送中的一个或多个的波形并基于从所述监视做出的确定选择性地将电力馈送输送到负载。在一些实施方案中,监视波形包括监视指示一个或多个特定电力事件的一个或多个波形图案,并且在检测波形图案之后,确定在电力馈送中可能发生一个或多个特定电力事件。电力监视系统210可基于与电力馈送相关联的数据监视电力馈送的波形。这种数据可由电力监视系统210从一个或多个传感器装置收集。例如,电力监视系统210可收集与通过输电线204a、204b和204c中的一根或多根从位于变电站206中的一个或多个传感器装置接收的电力相关联的数据,其中电力监视系统210通过线212耦接到传感器装置。在一些实施方案中,传感器装置可位于变电站206、负载208和电力监视系统210中的一个或多个的外部。
[0084]在一些实施方案中,电力监视系统210通过选择性地输送一个或多个电力馈送来对确定电力馈送中可能发生特定电力事件作出响应。例如,在通过输电线204a接收的电力通过输电线207被输送给负载208并且电力监视系统210检测通过输电线204接收的电力中的特定波形图案的情况下,电力监视系统210可指导变电站206的一部分来从输送来自输电线204a的电力切换到输送来自输电线204b的电力。
[0085]在一些实施方案中,电力监视系统210可连续监视在变电站206接收的一些或全部电力馈送的波形,并且基于所述监视连续检测变电站206的至少一部分来选择性地输送电力馈送中的一个或多个。例如,电力监视系统210可响应于确定从电源202b接收的电力质量高于从电源202a接收的电力,指导变电站206的一部分来在输送来自电源202a的第一电力馈送与输送来自电源202b的第二电力馈送之间切换。这一确定可包括指定具有最高确定电力质量的电力馈送作为指定的主要电力馈送,如果主要电力馈送可能被中断则作为指定的优先替代电力馈送等。
[0086]在另一实例中,电力监视系统210可响应于在第一电力馈送的波形中检测到指示第一电力事件的波形图案并且同时或之前在第二电力馈送的波形中检测到第二电力事件,指导变电站206的一部分在输送来自电源202a的第一电力馈送与输送来自电源202c的第三电力馈送之间切换。随后,电力监视系统可响应于在第一电力馈送的波形中检测到第三波形图案,指导变电站206的一部分在输送来自电源202c的第三电力馈送与输送来自电源202c的第一电力馈送之间切换。
[0087]在一些实施方案中,电力馈送中的一个或多个按照偏好来排序,使得电力监视系统210可优先地选择性输送排序最高的
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